本標準規(guī)定了三種分析鉀—40的標準方法：

1)原子吸收分光光度法；

2)火焰光度法；

3)離子選擇電*法。

它們的測量范圍分別為：

1)2.0×10^—4～1.0×10^—2g／L(6.2×10^—3～3.1×10^—1Bq／L)

2)7.0×10^—5～2.0×10^—2g／L(2.2×10^—3～6.2×10¹Bq／L)

3)8.0×10^－5～3.9g／L(2.5×10^—3～1.2×10²Bq／L)

1 主題內(nèi)容與適用范圍

本標準規(guī)定了水中鉀—40的分析方法。

本標準適用于環(huán)境水樣(河水、湖水、泉水、海水、井水、自來水和廢水)中鉀—40的分析。

**篇原子吸收分光光度法

2 方法提要

用乙炔—空氣火焰原子吸收儀測定水樣中元素鉀，然后按公式計算鉀—40。在各種元素或混合物存在下測定鉀，均無干擾或影響，當和鈉共存時，可加人一定量的銫消除影響。

3 試劑

所有試劑除非有特殊說明外，均為分析純，作為試劑加入的水均指去離子水。

3.1 氯化鉀：優(yōu)級純，含量大于99.8％。

3.2 鹽酸：密度1.19g／mL。

3.3 鉀標準溶液：將氯化鉀(3.1)在500－550℃馬福爐中灼燒1h后，放入干燥器中冷卻30min。在分析天平上準確稱取1.9070g，溶于1L容量瓶中。用去離子水稀釋至刻度，搖勻。貯于塑料瓶中備用，該溶液為1.00mgK／mL。

3.4 氯化銫溶液：取0.20g氯化銫溶于500mL容量瓶中、用去離子水稀釋至刻度，搖勻。該溶液為400.0μgCsCl／mL。

4 儀器設備

4.1 原子吸收分光光度計。

4.2 鉀空心陰*燈，波長大于66.49nm。

5 工作條件的選擇

5.1吸收值與乙炔用量

鉀的吸收值隨乙炔用量增加而增大，至乙炔用量達1L／min后而降低。

5.2 吸收值與炬高

鉀的吸收值隨火炬高度稍有增加，一般選用10nm。

5.3 吸收值與酸度

鹽酸濃度增大吸收值有降低的趨向。在50mL溶液中加入0.5mL鹽酸。

5.4 工作曲線的繪制

吸取不同體積鉀標準溶液(3.3)分別置于50mL容量瓶中，各加0.5mL鹽酸(3.2)，1mL氯化銫溶液(3.4)，用水稀釋至刻度，狹縫選擇0.5mm，乙炔用量0.66L／min，空氣用量6.6L／min。燈電流5mA。按上述條件進行測定，并繪制成工作曲線。

6 分析步驟

取定量水樣于50mL容量瓶中(如水樣有懸浮物需過濾，或含有有機物，則加密度為1.42mg／mL硝酸10.0mL和少許密度為1.84mg／mL硫酸。將水樣蒸發(fā)至于，并生成三氧化硫煙霧，重復處理一次，冷卻后移入50mL容量瓶中。如水清澈不含有有機物則不必處理)加0.5mL鹽酸(3.2)，1mL氯化銫溶液(3.4)用水樣稀釋至刻度，按儀器工作條件進行測量。從工作曲線上查出鉀含量。

7 結(jié)果計算

鉀-40含量按式(1)計算：

Ar＝K·n ……………………………………………(1)

式中：A_r——試樣中鉀-40的含量，Bq／L；

K——常數(shù)，為31.2；

n——試樣中測出的鉀合量，g／L。

常數(shù)k按式(2)求出：

式中：N_A——阿佛加德羅常數(shù)；

f——鉀-40在天然鉀中的豐度；

M——鉀-40的原子量；

T_1/2——鉀-40的半衰期；

η——年換算成秒的數(shù)值。

8 精密度

本方法分析鉀濃度為1.0μg／g的水樣時，同一實驗室的*大誤差小于6.0％，不同實驗室之間的*大誤差小于15.0％。

本方法的精密度如表1所示：

第二篇火焰光度法

9方法提要

當被測樣品溶液噴入火焰時，鉀原子受激發(fā)，其中的電子由基態(tài)躍遷至較高能級的軌道上。當電子由較高能級的軌道恢復到基態(tài)時，發(fā)射出具有固定波長766nm的輻射線。經(jīng)單色儀照到光電池上，產(chǎn)生光電效應，從而把被測元素的譜線光強轉(zhuǎn)換成電訊號，通過檢流計測量出電流的大小。而譜線光強與鉀的含量成正比。

當鈉、銫離子濃度大于10^-3mol／L時，鈣離子濃度大于10^-2mol／L時，產(chǎn)生正干擾。

10試劑

所有試劑除非有特殊說明外，均為分析純，加入的水均指去離子水。

10.1氯化鉀：優(yōu)級純，含量大于99.8％。

10.2硝酸：濃度65.0％～68.0％，密度為1.42g／cm³。

10.3硝酸1:1：將250mL硝酸(10.2)倒入500mL容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。

10.4鉀標準溶液：將氯化鉀(10.1)在500～550℃馬福爐中灼燒1h后，放入干燥器中冷卻30min，在分析天平上準確稱取1.9070g，溶于1L容量瓶中，用去離子水稀釋至刻度，搖勻。貯于聚乙烯瓶中備用，該溶液為1.00mgK／mL。

11儀器設備

11.1火焰光度計

11.2空氣壓縮泵。

11.3 120號汽油或80號汽油。

12標準曲線的繪制

分別吸取2，4.6，8，10，12，15mL稀釋后的鉀標準溶液(10.4)于100mL容量瓶中，加

入1mL，1:1硝酸(10.3)，用去離子水稀釋至刻度，以蒸鎦水作空白，分別取部分溶液在火焰光度計(11.1)上測量，繪制成標準曲線。

13分析步驟

取適量試樣于50mL容量瓶中(若試樣有懸浮物需過濾)，加0.5mL1:1硝酸(10.3)，用試樣稀釋至刻度。在火焰光度計上測量，將測得的讀數(shù)，在標準曲線上查得相應的鉀含量。

14結(jié)果計算

鉀-40的含量按式(3)計算：

A_r＝k·n…………………………………………(3)

式中：A_r——試樣中鉀-40的含量，Bq／L；

A——常數(shù)為31.2；

n——試樣中測出的鉀含量，g／L。

常數(shù)k按式(4)求出：

式中：NA——阿佛加德羅常數(shù)；

f——鉀-40在天然鉀中的豐度；

M——鉀-40的原子量；

7_1/2——鉀-40的半衰期；

η——年換算成秒的數(shù)值。

15精密度

本方法分析鉀濃度為1.0μg／g的試樣時，同一實驗室的*大誤差小于9.0％，不同實驗室間的*大誤差小于26.0％。

本方法的精密度如表2所示：

表2

第三篇 離子選擇電*法

16 方法提要

試樣pH值在3.5～10.5范圍內(nèi)，鉀離子電*與雙液接參比電*在溶液中組成化學電池。在共離子存在下，不需分離純化，可迅速準確地測出結(jié)果。鉀離子濃度在8.0×10^—5～3.98／L范圍內(nèi)呈線性關系。

當銨離子濃度超過鉀離子濃度3倍時，有30％的正誤差，銨離子濃度越高，誤差越大。

17 試劑

所有試劑除非有特殊說明外，均為分析純；作為試劑加入的水均指去離子水。

17.1 氯化鉀：優(yōu)級純，含量大于99.8％。

17.2 乙二胺(CH₂NH₃－CH₂K₃)。

17.3 乙酸鋰(LiCH₃CO₂·2H₂O)。

17.4 硝酸：濃度65.0％～68.0％，密度1.42g／mL。

17.5 氯化鎂(MgCl₂·6H₂O)。

17.6 氯化鈣(CaCl₂)。

17.7 氯化鈉(NaCl)。

17.8 5％乙二胺：量取5mL乙二胺(17.2)溶液用水稀釋到100mL。

17.9 0.1mol／L乙酸鋰溶液：稱取5.1g乙酸鋰(17.3)溶于500mL容量瓶中，用水稀釋至刻度。

17.10 10^－2mol／L混合離子強度緩沖液：稱取2.0330g氯化鎂(17.5)，1.4703g氯化鈣(17.6)，0.5844g氯化鈉(17.7)于1L容量瓶中，加水溶解，并稀釋至刻度。

17.11 鉀標準溶液：將氯化鉀(17.1)置于500～550℃馬福爐中灼燒約1h后，放入干燥器中冷卻30min，在分析天平上準確稱取7.4550g，于100mL容量瓶中，加水溶解并稀釋至刻度，搖勻。此溶液為39g／L鉀標準溶液。以后將此溶液逐級稀釋成3.9，3.9×10^－1，3.9×10^－2，3.9×10^－3，3.9×10^－4g／L系列標準溶液。

18 儀器設備

18.1 鉀離子電*。

18.2 雙液接參比電*(外充液為0.1mol／L乙酸鋰)。

19 標準曲線的繪制

在6個50mL容量瓶中，分別準確地加入不同量的鉀標準溶液(17.11)，使其鉀濃度分別為0，3.9，3.9×10^－1，3.9×10^－2，3.9×10^－3，3.9×10^－4g／L的標準系列，再在各瓶中分別加入25mL混合離子強度緩沖液(17.10)，加水至刻度，搖勻，倒入100mL燒杯中。放入鉀離子選擇電*(18.1)和雙液接參比電*(18.2)，在磁力攪拌器上攪拌1min，靜置1min后讀取穩(wěn)定電位值。用半對數(shù)坐標紙繪成標準曲線。

20 分析步驟

取25L試樣(若有懸浮物需過濾)于100mL燒杯中，用酸度計測定其pH值，并用5％乙二胺(17.8)或5％硝酸調(diào)節(jié)試樣pH為3.5～10.5。加入25mL混合離子強度緩沖液(17.10)，放入鉀離子選擇電*(18.1)和雙液接參比電*(18.2)。在磁力攪拌器上攪拌1min，靜置lmin后讀取穩(wěn)定電位值。在標準曲線上查出相應的鉀含量。

21結(jié)果計算

鉀－40的含量按式(5)計算：

Ar＝k·n……………………………………………(5)

式中：A_r——試樣中鉀－40的含量，Bq／L；

k——常數(shù)為31.2；

n——試樣中測出的鉀含量，g／L。

常數(shù)k按式(6)求出：

式中：N_A——阿佛加德羅常數(shù)；

f——鉀－40在天然鉀中的豐度；

M——鉀－40的原子量；

T_1/2——鉀－40的半衰期；

η——年換算成秒的數(shù)值。

22精密度

本方法分析鉀濃度為1.0μg／g的試樣時，同一實驗室的*大誤差小于8.0％，不同實驗室間的*大誤差小于22.0％。

本方法的精密度如表3所示，

表3

附錄A 正確使用**篇的說明

(參考件)

鉀含量在0.2～10.0mg／L之間呈現(xiàn)線性關系。鉀含量高的試樣要逐級稀釋后測量。

附錄B 正確使用第二篇的說明

(參考件)

B1 試樣若含有有機物，可用硝酸—過氧化氫法硝化破壞后再溶解測量。

B2 當試樣中鉀含量很低時，可用苯做燃料，并加入20％的酒精，能提高靈敏度。

B3 考慮到氣體壓力的變化，每次測量試樣時，應帶標準試樣。

附錄C 正確使用第三篇的說明

(參考件)

C1 試樣若含有有機物，可用硝酸－過氧化氫濕法硝化破壞后再溶解測量。

C2 混合離子強度緩沖液可改用5mL 0.1mol／L乙酸鋅，這樣可不必調(diào)節(jié)溶液pH值。

C3 試樣加標回收率為98.0％～104.0％。